【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂的相关领域，尤其是涉及一种酸性离子液体催化剂、制备方法及其降解废弃纺织品的应用。
技术介绍
1、涤棉纺织品是由涤纶纤维(聚对苯二甲酸乙二醇酯，pet)和棉纤维(主要成分为纤维素)经过混纺而成的纺织品，涤棉纺织品既有涤纶纤维强度高，耐磨性能好的优点，又具有棉纤维吸水、吸汗性能好，舒适性高的优点。，因此被广泛用于服装、家纺、工业生产等各个方面。但由于涤棉纺织品使用后的废弃物量巨大，很多采用焚烧和填埋的方式处理废旧涤棉纺织品。废旧涤棉纺织品燃烧会产生大量的有毒物质，造成空气污染，而填埋自然微生物难以降解，会造成土地污染。因此，有效的回收涤棉纺织品对创建循环经济至关重要。
2、目前，废弃涤棉纺织品回收再利用分为物理法和化学法。物理法是在保留基本化学分子特性的前提下，通过消毒、分类、打碎、成纱等过程对废旧涤纶进行回收再利用。物理回收法分离步骤多效率低，且分离出的纤维只能用于生成低附加值产品。化学法主要分为两类，一类是通过将棉纤维溶解成低聚物或葡萄糖，另一类将涤纶纤维解聚成单体化合物。由于涤纶纤维为涤棉纺织物的主要成分，占据了涤棉纺织品60％-90％的主要组分，所以利用催化剂的解聚反应将涤棉纺织品中的涤纶纤维选择性降解，使不发生反应的棉纤维与之完全分离。其中降解产物可以直接用作合成聚合物的原料，也可以转化为其他有用的化学中间体，而没有任何在其他回收方法中遇到的缺点，所得聚合物具有相同的性能并且对污染物具有一定的耐受性等优点。然而，传统催化剂如无机强酸与强碱、金属类醋酸盐、金属氧化物等多存在有毒、分离困难且残留
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目的是本专利技术提出一种酸性离子液体催化剂、制备方法及其降解废弃纺织品的应用，以缓解现有技术中存在的废弃涤棉纺织品循环再利用中传统催化剂有毒、分离困难且残留物造成产物带有无法去掉颜色的二次污染的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供如下技术方案：
3、本专利技术第一方面提供一种酸性离子液体催化剂，该催化剂的结构部分包括：lewis酸性阴离子团和酸性三乙烯二胺双磺酸基阳离子团；结构式如下所示。
4、
5、其中，x为cl、br、i，m为zn、al、fe、cu。
6、在本专利技术第一方面的一些变更实施方式中，具有-lewis双酸性的双磺酸金属基离子液体催化剂。
7、第二方面，本专利技术还提供一种酸性离子液体催化剂的制备方法，用于制备上文所述的酸性离子液体催化剂，其特征在于：
8、s10.将1,3-丙烷磺酸内酯加入到以乙酸乙酯作为保护溶剂的三乙烯二胺溶液中，反应温度为60-90℃，反应时间48h，反应结束后，减压抽滤，将滤饼用乙酸乙酯洗涤3-5次，60-80℃干燥后获得白色粉末状的中间体ⅰ；
9、s20.将稀盐酸溶液缓慢加入中间体ⅰ的水溶液中，第一段反应温度控制在20-30℃，反应时间控制在30-60min，第二段升温至60-80℃，反应时间控制在6-8h，反应结束后，经旋蒸，真空干燥，得中间体ⅱ；
10、s30.在n2保护下，将cl系lewis酸性金属盐加入到熔融的中间体ⅱ中，反应温度控制在60-90℃，反应时间控制在6-8h，即得-lewis双酸性的双磺酸金属基离子液体催化剂。
11、在本专利技术第二方面的一些变更实施方式中，步骤s10中三乙烯二胺与磺酸基团的摩尔比为1:2。
12、在本专利技术第二方面的一些变更实施方式中，步骤s20中盐酸溶液与中间体ⅰ的水溶液的摩尔比为2:1。
13、在本专利技术第二方面的一些变更实施方式中，步骤30中cl系lewis酸性金属盐与中间体ⅱ的摩尔比为2:1。
14、在本专利技术第二方面的一些变更实施方式中，含双磺酸基的三乙烯二胺功能化阳离子基团与lewis酸性金属活性位点种类的络合催化性能。
15、在本专利技术第二方面的一些变更实施方式中，磺酸基团为烷基磺酸。
16、在本专利技术第二方面的一些变更实施方式中，磺酸基团溶液的溶剂为乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸正丙酯中的一种。
17、第三方面，本专利技术提供了一种酸性离子液体催化剂的应用，上文所述的酸性离子液体催化剂用于废弃纺织品的降解反应。
18、本专利技术提出一种酸性离子液体催化剂、制备方法及其在降解废弃纺织品的应用，设计具有-lewis双酸性的双磺酸金属基离子液体催化剂，解决废弃涤棉纺织品循环再利用中传统催化剂有毒、分离困难且残留物造成产物带有无法去掉颜色的二次污染等问题，在分离出棉纤维的同时提高涤纶纤维的转化率，得可观的经济效益。
19、(1)lewis酸性金属盐引入与酸性的功能化基团通过z键的作用络合实现协同催化效应，在-lewis双酸型中心的存在下，通过对酸性强度以及酸性中心的距离等因素的调节，既可提供阳离子又可接受电子对，在其协同的作用下对溶剂以及反应物极性化，并提高其反应活性，从而更好地催化不同种类的聚酯解聚反应。
20、(2)此催化剂基于离子液体，其蒸气压为零，可用于真空及高压条件下的反应。不易燃烧、不爆炸、不氧化，具有较好的热稳定性和化学稳定性。
21、(3)催化剂用量少，反应物转化率高，具有高效性，显著降低生产成本。
22、(4)催化剂循环效率高，在保证高选择性和转化率的同时，实现催化剂的循环使用，显著降低生产成本。
23、(5)涤纶纤维降解率达到了90.8％，实现了对涤棉纺织品的回收再利用，突破了现有技术的壁垒。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种酸性离子液体催化剂，其特征在于：该催化剂的结构部分包括：Lewis酸性阴离子团和酸性三乙烯二胺双磺酸基阳离子团；结构式如下所示：
2.根据权利要求1所述的酸性离子液体催化剂，其特征在于：具有-Lewis双酸性的双磺酸金属基离子液体催化剂。
3.一种酸性离子液体催化剂的制备方法，用于制备权利要求1-2任一项所述的酸性离子液体催化剂，其特征在于：
4.根据权利要求3所述酸性离子液体催化剂的制备方法，其特征在于：步骤S10中三乙烯二胺与磺酸基团的摩尔比为1:2。
5.根据权利要求3所述酸性离子液体催化剂的制备方法，其特征在于：步骤S20中盐酸溶液与中间体Ⅰ的水溶液的摩尔比为2:1。
6.根据权利要求3所述酸性离子液体催化剂的制备方法，其特征在于：步骤30中Cl系Lewis酸性金属盐与中间体Ⅱ的摩尔比为2:1。
7.根据权利要求3所述酸性离子液体催化剂的制备方法，其特征在于：含双磺酸基的三乙烯二胺功能化阳离子基团与Lewis酸性金属活性位点种类的络合催化性能。
8.根据权利要求3所述酸性离子液体催
9.根据权利要求3所述酸性离子液体催化剂的制备方法，其特征在于：磺酸基团溶液的溶剂为乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸正丙酯中的一种。
10.一种酸性离子液体催化剂、制备方法及其降解废弃纺织品的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种酸性离子液体催化剂，其特征在于：该催化剂的结构部分包括：lewis酸性阴离子团和酸性三乙烯二胺双磺酸基阳离子团；结构式如下所示：
2.根据权利要求1所述的酸性离子液体催化剂，其特征在于：具有-lewis双酸性的双磺酸金属基离子液体催化剂。
3.一种酸性离子液体催化剂的制备方法，用于制备权利要求1-2任一项所述的酸性离子液体催化剂，其特征在于：
4.根据权利要求3所述酸性离子液体催化剂的制备方法，其特征在于：步骤s10中三乙烯二胺与磺酸基团的摩尔比为1:2。
5.根据权利要求3所述酸性离子液体催化剂的制备方法，其特征在于：步骤s20中盐酸溶液与中间体ⅰ的水溶液的摩尔比为2:...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘冰，郭立颖，陈延明，赵园园，王立岩，钱鑫，王海玥，施龙建，董硕，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。